Грибы, растения и люди

В средние века увеличительными стеклами пользовались почти исключительно для забавы и называли их "витра пиликариа", то есть "блошиные стекла", так как одним из обычнейших объектов наблюдения служили блохи. В начале XVII века, когда зарождалась микробиология, не было фабрик, изготовлявших оптические приборы, и ученым поневоле приходилось самим овладевать этим сложным мастерством, достигая иногда в этом поразительного искусства. Например, Ньютон установил законы отражения и преломления света на им же самим изготовленных зеркалах и линзах и собственноручно построил большой телескоп, по сей день хранящийся в библиотеке Лондонского королевского общества как драгоценная историческая реликвия.

Первые исследователи микроскопического мира пользовались простыми лупами различной силы увеличения, которые изготавливались из стекла, кварца и даже алмаза. Оптическая часть первых микроскопов XVII-XVIII веков была, конечно, весьма несовершенной. Штативы делали из картона, кости, рога и тому подобных материалов. Самим микроскопам давали причудливые названия, например "окулюс артифишиас" — "искусственный глаз" и тому подобное.

Однако уже в конце XVII века микроскопы появились на прилавках магазинов: несколько фирм наладили их серийное производство. Покупатели были самые разные — ученые и люди, весьма далекие от науки. Для многих микроскоп служил диковинной забавой, некоторых заставлял глубоко задуматься.

В наше время микроскоп стал одним из важнейших приборов, с помощью которых ученые открывают все новые и новые тайны природы. Как был бы поражен Антони ван Левенгук, заглянув в современную лабораторию! Особенно, наверное, его поразили бы микроскопы — ведь в отличие от его луп современный световой микроскоп увеличивает в 3000 раз, а электронный микроскоп — в сотни тысяч и миллионы раз, что позволяет досконально изучить живую клетку.

Ученые, инженеры, оптики, физики, биологи разных стран, используя микроскоп в своих исследованиях, постоянно, хотя и не так быстро, как хотелось бы, улучшали его конструкцию, все более расширяя тем самым границы знаний.

В 1903 году австрийские ученые Г. Зидентопф и Р. Зигмонди нашли новый способ наблюдения объектов — так называемый метод темного поля. Идея этого метода состояла в том, что исследуемый прозрачный объект освещался косыми лучами, которые при отсутствии рассеяния в образце не попадают в объектив микроскопа. Если объект исследования содержит включения также прозрачные, но с другим показателем преломления, то прошедшие через эти включения и изменившие свое направление световые лучи попадают в объектив, и включение становится видимым. Так как большая часть световых лучей в объектив не попадает, поле зрения темное, а на его фоне видны светлые изображения микровключений.

В 1935 году голландский физик Ф. Цернике изобрел фазово-контрастный микроскоп (в 1955 году он получил за это открытие Нобелевскую премию). Преимущество этого прибора заключалось в том, что с его помощью можно было наблюдать живые клетки микроорганизмов, что далеко не всегда возможно при работе с обычным микроскопом. Чтобы хорошо рассмотреть препарат в световой микроскоп, микроорганизмы обычно фиксируют (убивают) и окрашивают; при этом существует опасность изменения структуры клетки, появления "артефактов" (искусственно вызванных процессов или образований). Поэтому очень важно наблюдать организмы в живом состоянии. Фазово-контрастный микроскоп обладает специальным приспособлением, которое изменяет длину пути световых волн, исходящих от наблюдаемого объекта, благодаря чему возникает фазовый сдвиг на одну четвертую длины волны. Это усиливает рельеф изучаемого объекта и помогает увидеть некоторые мелкие элементы структуры клеток.

Близкий родственник фазово-контрастного микроскопа — интерференционный микроскоп, изобретенный французским физиком Г. Номарским, позволяет детально изучить поверхность клеток.